O presente estudo se constituiu em uma abordagem dedutiva a uma pequena propriedade rural localizada no interior do Noroeste do estado Rio Grande do Sul, onde foram utilizados métodos comparativos que demonstrassem qual das duas fontes de energia elétrica alternativa, Solar ou Biogás, apresentaria um maior retorno à granja.
O meio rural é responsável por cerca de 22% do PIB brasileiro (CEPEA/USP,2012). No entanto, os recursos de energia ainda são escassos e não apresentam qualidade no fornecimento (Min. Minas e Energia, 2011) o que acaba criando inúmeras dificuldades para que as pequenas propriedades rurais mantenham seus produtos e matérias-primas em condições de uso e consumo, levando à perda de insumos e de produção.
A partir dessas colocações escolheu-se a propriedade em questão pelo seu duplo potencial energético, pois além do aproveitamento da aquisição facilitada do esterco, proveniente dos 100 bovinos de leite em confinamento, que é a matéria prima do biogás, a cobertura do galpão que foi analisado para a colocação das placas solares é justamente a que abriga todos esses animais.
Neste estudo, a análise focou-se na capacidade de geração de energia elétrica com fonte fotovoltaica e biogás. Assim, foram levantadas informações da edificação, pertinentes à realização do projeto, sendo estas a orientação solar, inclinação do telhado, sombreamento possíveis, quantidade de animais na propriedade e a área disponível.
Para o dimensionamento da potência do biogás e fotovoltaica a ser instalada e a quantidade de componentes do sistema de geração, foi utilizado uma fatura de energia elétrica da edificação, onde se efetuou uma média do consumo dos últimos 12 meses.
Com a realização destes cálculos, o projeto ficou dividido em dois arranjos tanto no sistema solar quando no biogás. Para determinar a análise do sistema solar, esta foi realizada com duas disposições uma com 36 módulos e outra com 48 módulos de 335 Wp cada, sendo estes sistemas de geração equivalente a 100 % do consumo de energia elétrica.
Ao sistema do biogás também foram realizados dois cálculos, um com todos os opcionais e outro sem todos os adicionais, os quais também apresentaram uma geração de energia elétrica maior que o consumo interno da propriedade.
Entretanto, de forma geral pode-se afirmar que os objetivos propostos foram alcançados, pois sobre o ponto de vista ambiental a utilização do biogás e a energia fotovoltaica contribuem para o aumento da oferta de energia de forma limpa, segura, renovável, sem a necessidade de degradar grandes áreas e a diminuição dos efeitos nocivos ao meio ambiente.
A utilização da tecnologia do biogás ainda conta com outros ganhos, como a utilização do biofetilizante, o qual aumenta o potencial produtivo da granja como um todo e o potencial de receita com créditos de carbono do biodigestor após a sua validação aos órgãos competentes.
No capítulo da avaliação econômica foram analisados cenários econômicos diferentes a fim de tornar os resultados mais reais e condicentes com a situação projetada. Foram utilizados os indicadores de Payback, Valor Presente Líquido e Taxa Interna de Retorno. Analisando estes cenários, observa-se que para ambos os sistemas a análise para a Taxa Interna de Retorno ficou bem abaixo da Taxa Mínima Atrativa de 7, 56% a.a, simulada neste cenário, entre 2,43% e 6% para o sistema fotovoltaico e -3% e 1% para o sistema do biogás.
Pode-se concluir que para esta situação simulada a energia fotovoltaica e o biogás são economicamente inviáveis, devido ao longo tempo de retorno do investimento, o grande investimento inicial e a taxa da tarifa paga pelo pequeno produtor rural é um valor menor (R$ 0,25144) se comparada a tarifa urbana (R$ 0,60997). E ficaria ainda mais inviável caso fosse levado em consideração que a Ceriluz disponibilizou mais um benefício aos seus associados, que é a isenção do pagamento de parte do valor da energia consumida.
Segundo a Ceriluz (2017), o benefício foi aprovado na Assembléia Geral Ordinária (AGO) do dia 17 de março e consiste num desconto de 20% nas faturas, sobre a energia consumida, entre os meses de abril a dezembro de 2017, denominado Bônus Cooperativa de Geração.
Finalizando foi concluído que apesar de ambas as fontes alternativas de energia elétrica não serem um investimento atrativo, é esperado que ao passar dos anos os estudos e aperfeiçoamentos irão estimular a redução dos preços e talvez tornar o investimento uma aplicação financeira viável. Outra alternativa seria o
incentivo do governo com isenções ou reduções fiscais e tarifárias aos agricultores, de forma a incentivar na conservação do meio ambiente, não apenas para hoje mas para as gerações futuras. Além disso, se a concessionária pudesse usar essa energia de forma compensatória em perímetros urbanos, poderia ocorrer uma remuneração sobre a tarifa residencial desta outra área o que viabilizaria economicamente esses investimentos.
Portanto, diante de todas as informações adquiridas ao longo deste projeto de graduação, sugere-se para realização de futuros trabalhos o estudo aprofundado da Geração distribuída e as Regulamentações e normas para a microgeração (Resolução Normativa nº 687) de forma a modelar esse fluxo de potência na área rural; Refazer os cálculos de viabilidade econômica no sistema de biogás considerando um aumento do rebanho em 30% (ampliação futura); Refazer a avaliação dos procedimentos de Engenharia Econômica e Avaliações para avaliar o processo financeiro, mas considerando o valor tarifa urbana.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABBASI, T.; TAUSEEF, S. M.; ABBASI, S. A. Anaerobic digestion for global warming control and energy generation - An overview. Renewable and sustainable energy reviews, v. 16, n. 5, p. 3228- 3242, 2012.
ALVES, R. T. et al. Geração de Energia Elétrica com Biogás: Um caso prático na
suinocultura. Disponível em: <
http://www.fahor.com.br/publicacoes/saep/2010_geracao_energia_suinocultura.pdf> Acesso em: Maio de 2017.
AMBIENTE ENERGIA. Painéis fotovoltaicos são isentos de impostos pela CI, 14
de maço de 2015. Disponível em: <
https://www.ambienteenergia.com.br/index.php/2015/05/paineis-fotovoltaicos-sao- isentos-de-impostos-pela-ci/26242> Acesso em: Outubro de 2016.
BRAGA, R. P. Energia Solar fotovoltaica: Fundamentos e aplicações. 2008, 80 f. Monografia de Graduação de Engenharia de Controle e Automação - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de janeiro, 2008.
BARRERA, P. Biodigestores: energia, fertilidade e saneamento para a zona rural. 2. ed. São Paulo: ícone, 2003, 106p.
CANADIAN SOLAR, Painéis Solares. Disponivel em:
<http://www.canadiansolar.com/fileadmin/user_upload/downloads/datasheets/v5.531/ canadian_solar-datasheet-maxpower-CS6U-M-v5.531en>. Acesso em: Abril de 2017.
CASTANHO, D.S.; ARRUDA, H. J. Biodigestores. IN: VI Semana de Tecnologia em Alimentos. Anais. Ponta Grossa, 2008.
CERILUZ, Cooperativa Regional de Energia e Desenvolvimento Ijuí LTDA; Ceriluz distribui resultados aos associados por meio das faturas, 23 de Março de 2017. Disponivel em:<http://www.ceriluz.com.br/index.php?start=6>. Acesso em: Maio 2017.
CERVI, A.; BINS, R.; DECKERT, T. Projeto Unijuí. A Modelagem Matemática na Construção de Telhados com Diferentes Tipos de Telhas. Disponivel em: <http://www.projetos.unijui.edu.br/matematica/modelagem/Modelagem_Tesouras_W eb/modelagem_tesouras.htm>. Acesso em: 28 maio 2016.
COLDEBELLA, A. Viabilidade do uso do Biogás da Bovinocultura e suinocultura para geração de energia elétrica e irrigação em propriedades rurais. 2006, 74 f. Dissertação de Pós Graduação em Engenharia Agrícola – Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel\ Paraná, 2006.
COMETTA, E. Energia Solar: utilização e empregos práticos. Tradução: Norberto de Paula Lima. São Paulo: Hemus Livraria Editora Limitada, 1978.
CRESESB. Energia Solar: princípios e aplicações. Rio de Janeiro, 2006. Disponível em: <http://www.cresesb.cepel.br/index.php?link=/tutorial/tutorial_solar.htm>. Acesso em: Novembro de 2016.
CRESESB, Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio Brito. cresesb.cepel.br/. Potencial Solar - SunData, 14 Abril 2017. Disponivel em: < http://www.cresesb.cepel.br/index.php?section=sundata>. Acesso em: Abril 2017. CRUZ, A. A. P. Usina solar fotovoltaica de Juiz de Fora. 2012, 58 f. Monografia apresentada ao Curso de Graduação em Engenharia Elétrica - Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, 2012.
CUNHA, L. Uso do biodigestor para tratamento de dejetos suínos. 2007. 72f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Agronomia) - Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, 2007.
DEGANUTTI, R. et al. Biodigestores rurais: modelos indiano, chinês e batelada.
Disponível em:
<https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Repositorio/Biodigestores_000g76qdzev02 wx5ok0wtedt3spdi71p.pdf >. Acesso em: Outubro de 2016.
ENGENHARIA AGRÍCOLA. Eletrificação Rural, 8 de março de 2015. Disponível em: <http://engenhariaagricola.net.br/wp-content/uploads/2015/03/esquema- biodigestor.gif > Acesso em: Novembro de 2016.
ENERGIA, Escola da. escoldadaenergia.com. Como Funciona e Energia Solar Fotovoltaica, 01 ago. 2014. Disponivel em: <http://escoladaenergia.com/como- funciona-energia-solar-fotovoltaica/>. Acesso em: Outubro de 2016.
EPE, Empresa de Pesquisa Energética. Nota Técnica EPE. Análise da Inserção da Geração Solar na Matriz Elétrica Brasileira, Rio de Janeiro, 64 f, 2012.
FARRET, F. A. Aproveitamento de pequenas fontes de energia elétrica. 2ª edição. Santa Maria – RS: Editora UFSM, 2010.
FERRAZ, J.M.G. e MARRIEL, I.E. Biogás; fonte alternativa de energia. Sete Lagoas, EMBRAPA-CNPMS, 1980.
FONSECA, H. C.; BARRETO, S. M. P. Avaliação da qualidade e composição química do leite “in natura” destinado a um laticínio de Montes Claros, MG. In: III ENCONTRO DE PRODUTORES DE LEITE DO NORTE DE MINAS, 2010, Montes Claros. UFMG/ICA, 2010.
FONSECA, M. F. Instalação de Microgeração distribuída com Fonte fotovoltaica nas estações de telecomunicações. Dissertação apresentada ao Curso de
Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria – RS, 2013.
FRAGA, J. R. C. P. Análise do comportamento da bateria utilizada em sistemas fotovoltaicos de pequeno porte. UNESP, São Paulo, BOTUCATU, 2009.
FRANÇA Jr., Antonio Tavares de; Análise do aproveitamento energético do biogás produzido numa estação de tratamento de esgoto. Ilha Solteira, SP. Dissertação apresentada à Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, como parte dos requisitos exigidos para a obtenção do título de Mestre em Engenharia Mecânica. 2008.
FRONIUS INTERNATIONAL. Energia Solar. Disponível em: <http://www.fronius.com/cps/rde/xchg/SID-3A7A03AD-
D46E06F6/fronius_international/hs.xsl/83_30413_ENG_HTML.htm#.WRMPgFXyvDc >. Acesso em: Abril de 2017.
GASPAR, R. M. B. L. Utilização de biodigestores em pequenas e médias propriedades rurais com ênfase na agregação de valor: um estudo de caso na região de Toledo – PR. 2003, 119 f. Dissertação apresentada ao programa de Pós- Graduação em Engenharia de Produção - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis – SC, 2003.
GONCHOROVSKI, G. J. Estudo da resolução normativa nº687/2015 para aplicação de Microgeração Fotovoltaica em edificação comercial com sistema conectado à rede de distribuição. 2016, 126 f. Monografia apresentada ao Curso de Engenharia Elétrica - Unijuí, Ijuí, 2016.
GRYSCHEK, J.M.; BELO, F. R. – Produção e uso do gás metano na agricultura e agroindústria. 1983, 15p. Piracicaba, ESALQ.
GUEDES, V. P. Estudo do fluxo de gases através do solo de cobertura de Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos. 2007. 117 f. Tese (Mestrado em Engenharia Civil) - Coordenação dos Programas de Pós-Graduação de Engenharia - COPPE, UFRJ, Rio de Janeiro, 2007.
KASSAI, R.; et al Retorno de investimento: abordagem matemática e contábil do lucro empresarial. São Paulo: Ed Atlhas, 2000.
MAGALHÃES, A. P. T., Biogás:um projeto de saneamento urbano. São Paulo: Nobel, 1986.
MATAVELLI, A. C. Energia Solar: geração de energia elétrica utilizando células fotovoltaicas. 2013, 34 f. Monografia apresentada à Escola de Engenharia de Lorena da Universidade de São Paulo (Graduação de Engenharia Ambiental) - Lorena/SP, 2013.
MELO, Olívia Bonfim. Análise da Viabilidade Técnica Econômica de Painéis Fotovoltaicos Instalados no Setor Residencial. Universidade de São Paulo. São Carlos - SP, p. 89 f. 2014.
OLIVEIRA, J. A. N. Engenharia Econômica: uma abordagem às decisões de investimento. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, 1982.
OLIVEIRA, M. M. Estudo da inclusão de compartimentos em biodigestores modelo canadense. 2012. 118f. Tese (Mestrado em Engenharia de Processos) - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM,RS), Rio Grande do Sul, 2012.
OLIVEIRA, P. A. V.; HIGARASHI, M. M. - Geração e utilização de biogás em unidades de produção de suínos. Concórdia: Embrapa Suínos e Aves, 2006. OLIVEIRA, R. D. Geração de energia elétrica a partir do biogás produzido pela fermentação anaeróbica de dejetos em abatedouros e as possibilidades no mercado de carbono. 2009, 98 f. Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Elétrica - Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, São Carlos/SP, 2009.
PRATI, L. Geração de Energia Elétrica a partir do biogás gerado por Biodigestores. 2010 . Monografia apresentada ao Curso de Engenharia Elétrica - Universidade Federal do Paraná, Curitiba/PR, 2010.
PORTAL ENERGIA. Energia de Biogás, 10 de novembro de 2015. Disponível em: <http://www.portal-energia.com/energia-do-biogas/> Acesso em: Outubro de 2016. RORATTO, L. Análise e construção de um biodigestor para pequenas propriedades rurais. 2014, 51 f. Monografia apresentada ao Curso de Engenharia Mecânica - Faculdade de Horizontina, Horizontina, 2014.
RIBEIRO, C. H. M. Implantação de um sistema de geração fotovoltaica. 2012, 74 f. Monografia de Graduação de Engenharia de Controle e Automação - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro preto, 2012.
SANTOS, J. B. Metodologia para determinação da produção de Biogás. 2013, 39 f. Trabalho de conclusão de Curso Tecnologia em Gestão Ambiental - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira/PR 2013.
TERDIMAN A. M. P; Análise Técnica e Econômica para implementação de painéis fotovoltaicos em Posto de gasolina. 2014, 71 f. Monografia apresentada ao Curso de Engenharia Elétrica - Unijuí, Ijuí, 2014.
TCHOBANOGLOUS, G.; et al. Integrated solid waste management. Engineering Principles and Management Issues, Mcgraw_hill series in Water Resources and
Environmental Engineering, McGraw Hill, Book CO., Inc., New York, 1993.
THOMAZ, P. E, VIEIRALVES, J. Análise técnico-econômica de uma microgeração fotovoltaica em uma galpão logístico em contagem - MG. 2016,
103 f. Projeto de Graduação apresentado ao Curso de Engenharia Elétrica - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2016.
UOL. Produção de energia fotovoltaica: fazenda de gado terá usina de 40 MW,
17 de outubro de 2013. Disponível em:
<http://ruralcentro.uol.com.br/noticias/producao-de-energia-fotovoltaica-fazenda-de- gado-tera-usina-de-40-mw-75150#y=700>. Acesso em: Outubro de 2016.